2015-05-26
3915
в настоящее время являются самыми распространенными и высокоорганизованными растениями в природе. Насчитывается их около 250 тысяч видов, произростающих по всему земному шару. Этим они обязаны совершенствованию внешнего и внутреннего строения их органов. Подробное описание строения и функций вегетативных и генеративных органов покрытосеменных (цветковых) было раньше рассмотрено.
Среди цветковых, в отличии от голосеменных, есть не только деревья и кустарники, но и очень много трав. Травы представляют собой более прогрессивную жизненную форму растений: в онтогенезе у них быстрее образуются семена, площадь питания для каждого растения сравнительно небольшая и др. Вегетативные органы цветковых растений достигают наибольшой сложности и разнообразия. Цветковые обладают более совершенной проводящей системой, что обеспечивает лучшее водоснабжение растения. От голосеменных цветковые отличаются тем, что семязачатки у них заключены в замкнутую полость завязи, пыльца попадает не непосредственно на микропиле семязачатка, а на рыльце. Наличие рыльца - характерная особенность цветковых и фактически главной отличие цветка от стробилов голосеменных. (Стробилы - совокупность микро- и мегаспорофилл у хвойных). У цветковых произошла и дальнейшая редукция гаметофита. Он уменьшен в размерах и представлен мужским и женским заростками, которые находятся внутри цветка: мужской заросток - внутри пылинки, женский - в виде зародышевого мешка в семяпочке, состоящей из 8 клеток, в то время как у голосеменных он состоит из многоклеточной ткани - первичного эндосперма. И главное - у покрытосеменных появился новый орган - цветок.
|
|
|
Цветок
- орган семенного размножения растений. В нем происходят процессы опыления и оплодотворения. Опыление осуществляется не только с помошью ветра, как у голосеменных, но и насекомыми. Отличается процесс оплодотворения. У цветковых появилось двойное оплодотворение, в результате которого в семени образуется диплоидный зародыш и триплоидный эндосперм. Семена, в отличии от голосеменных, расположены не открыто, а внутри завязи. Из завязи развивается плод, и семена оказываются скрытыми внутри плода, т.е. защищенными (покрытыми). Далее из зародыша семени развивается спорофит - взрослое растение. Гаплоидный гаметофит развивается на спорофите.
Все виды цветковых объединены в 2 класса: двудольных и однодольных. Покрытосеменные наиболее приспособлены к жизни в различных условиях нашей планеты. Они различаются по внешнему и внутреннему строению, продолжительности жизни и др. Среди них много культурных растений, необходимых в жизни человека (овощные, злаковые, масличные, плодово-ягодные, декоративные, лекарственные и др.). Многие являются сырьем для промышленности (лен, хлопчатник, сахарная свекла и многие другие). Широко используются и дикорастущие растения как кормовая база для животноводства и в других отраслях народного хозяйства.
|
|
|
Обилие покрытосеменных характерно для тропиков (около 120 000 видов). Разнообразный видовой состав цветковых характерен для субтропических, умеренных и холодных широт (около 22000 видов). Поэтому покрытосеменные занимают господствующее положение в растительном мире.
Выводы:
1. Только покрытосеменные имеют цветок, из которого образуется плод с семенами. Плод покрывает семена, защищая их от неблагоприятных условий. Вот почему эту группу растений называют покрытосеменными.
2. Для покрытосеменных характерно наличие хорошо развитых органов: корня и побега (стебля, листьев); разнообразие этих органов по строению и выполняемым функциям.
3. Для покрытосеменных характерна хорошо развитая проводящая система, обеспечивающая быстрое передвидение веществ в растении.
4. Для покрытосеменных характерно не только семенное размножение, но и вегетативное, что способствует их широкому распространению по земному шару.
90 Ответ. Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира на земле
Возникновение одноклеточных и многоклеточных водорослей, возникновение фотосинтеза: выход растений на сушу (псилофиты, мхи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные).
Развитие растительного мира совершалось в 2 этапа и связано с появлением низших и высших растений. По новой систематике к низшим относят водоросли (а раньше относили бактерии, грибы и лишайники. Теперь они выделены в самостоятельные царства), а к высшим - мхи, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные.
В эволюции низших организмов выделяются 2 периода, существенно различающиеся между собой организацией клетки. В течении 1 периода господствовали организмы, сходные с бактериями и сине-зеленые водорослями. Клетки этих жизненных форм не имели типичных органоидов (митохондирий, хлоропластов, аппарата Гольджи и др.).Ядро клетки не было ограничено ядерной мембраной (это прокариотический тип клеточной организации). 2 период был связан с переходом низших растений (водорослей) к автотрофному типу питания и с образованием клетки со всеми типичными органоидами (это эукариотический тип клеточной организации, который сохранился и на последующих ступенях развития растительного и животного мира). Этот период можно назвать периодом господства зеленых водорослей, одноклеточных, колониальных и многоклеточных. Простейшими из многоклеточных являются нитчатые водоросли (улотрикс), которые не имеют никакого ветвления своего тела. Их тело представляет собой длинную цепочку, состоящую из отдельных клеток. Другие же многоклеточные водоросли расчленены большим количеством выростов, поэтому их тело ветвится (у хары, у фукуса).
Многоклеточные водоросли в связи с их автотрофной (фотосинтетичесой) деятельностью развивались в направлении увеличения поверхности тела для лучшего поглощения питательных веществ из водной среды и солнечной энергии. У водорослей появилась более прогрессивная форма размножения - половое размножение, при котором начало новому поколению дает диплоидная (2н) зигота, сочетающая в себе наследственность 2-х родительских форм.
Многоклеточные водоросли явились источником 2-ого этапа эволюции растительног мира, на протяжении которого возникли высшие растения. Прежде чем проследить этот главный путь исторического развития растений, охарактеризуем 2 боковые эволюционные ветви, представленные грибами и лишайниками. Грибы и лишайники в связи с их узкой приспособленностью к условиям среды пока не дали начала каким-либо другим организмам. Грибы появились в результате утраты пигментов и перехода к гетеротрофному питанию готовыми органическими веществами. Но они сохранили много признаков водорослей: а) высокую потребность в воде; б) размножение зооспорами; в) характер полового размножения. Лишайники могли возникнуть только на основе объединения уже существовших организмов - водорослей и грибов. Это объединение, возможно, первоначально произшло или на основе паразитизма, или на основе симбиоза гриба и водоросли. Современные лишайники можно определить как целостные симбиотические организмы, характеризующиеся специфичиским способом питания, особым способом размножения, которые не свойственны ни одному из компонентов, входящих в состав их тела.
|
|
|
2 эволюционный этап развития растений необходимо связывать с постепенным переходом их от водного образа жизни к наземному. Первичным наземным организмами оказались псилофиты, которые сохранились в виде ископаемых остатков в силурийских и девонских отложениях. Строение этих растений более сложное по сравнению с водорослями: а) они имели специальные органы прикрепления к субстрату - ризоиды; б) стеблевидные органы с древесиной, окруженной лубом; в) зачатки проводящих тканей; г) эпидермис с устьицами.
Начиная с псилофитов, нужно проследить 2 линии эволюции высших растений, одна из которых представлена мохообразными, а вторая - папоротникообразными, голосеменными и покрытосеменными.
Главное, что характеризует мохообразные, это преобладание в цикле их индивидуального развития гаметофита над спорофитом. Гаметофит - это все зеленое растение, способное к самостоятельному питанию. Спорофит представлен коробочкой (кукушкин лен) и полностью зависит в своем питании от гаметофита. Доминирование у мхов влаголюбивого гаметофита в условиях воздушно-наземного образа жизни оказалось нецелеособразным, поэтому мхи стали особой ветвью эволюции высших растений и пока не дали после себя совершенных групп растений. Этому способствовал и тот факт, что гаметофит по сравнению со спорофитом имел обеденную наследственность (гаплоидный (1н) набор хромосом). Эта линия в эволюции высших растений называется гаметофитной.
|
|
|
Вторая линия эволюции на пути от псилофитов к покрытосеменным является спорофитной, потому что у папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных в цикле индивидуального развития растений доминирует спорофит. Он представляет собой растение с корнем, стеблем, листьями, органами спороношения (у папоротников) или плодоношения (у покрытосеменных). Клетки спорофита имеют диплоидный набор хромосом, т.к. они развиваются из диплоидной зиготы. Гаметофит сильно редуцирован и приспособлен только для образования мужских и женских половых клеток. У цветковых растений женский гаметофит представлен зародышевым мешком, в котором находится яйцеклетка. Мужской гаметофит образуется при проростании пыльцы. Он состоит из одной вегетативной и одной генеративной клеток. При прорастании пыльцы из генеративной клетки возникает 2 спермия. Эти 2 мужские половые клетки участвуют в двойном оплодотворении у покрытосеменных. Оплодотворенная яйцеклетка дает начало новому поколению растения - спорофиту. Прогресс покрытосеменных обусловлен совершенствованием функции размножения.
|
Выводы:
1. Изучение геологического прошлого Земли, строения и состава ядра и всех оболочек, полеты космических аппаратов на Луну, Венеру, изучение звезд приближает человека к познанию этапов развития нашей планеты и жизни на ней.
2. Процесс эволюции носил естественный характер.
3. Растительный мир многообразен, это многообразие есть результат его развития в течение длительного времени. Причина его развития - не божественная сила, - а изменение и усложнение строения растений под влиянием изменяющихся условий среды обитания.
Научные доказательства: клеточное строение растений, начало развития из одной оплодотворенной клетки, необходимость воды для жизненных процессов, нахождение отпечатков различных растений, наличие "живых" ископаемых, вымирание некоторых видов и образование новых.
91 Ответ. Создание культурных растений человеком
Наши культурные растения произошли от дикорастущих видов. Из 250 тысяч видов покрытосеменных растений более 20 тысяч человек одомашнивал, из них, по мнению академика Н.И. Вавилова, важнейшие значение имеют 640 видов культурных растений, а наиболее растпространенными в настоящее время 190 видов. В разных странах число и состав выведенных в культуру видов различен (в соответствии с видовым составом дикой растительности региона). Около 400 видов культурных растений дала Южная Азия, Африка - примерно 50 видов, Северная и Южная Америка более 100 видов, Европа - 200 видов, в Австралии к моменту ее открытия европейцами культурных растений не было. Возделывание растений началось, когда человек от сбора в природе перешел к выращиванию нужных ему растений. Ученые археологи считают, что первые попытки "окультурить" дикие растения начались 40-50 тыс. лет назад, земледелие существует не менее 10-15 тыс. лет. Большинство культурных растений имеет древнию историю, но некоторые стали возделываться совсем недавно. Окультуривоние дикорастущих растений продолжается и сейчас. Ученые изучают ценные дикорастущие растения, отбирают лучшие и разрабатывают агротехнику их выращивания. Из поколения в поколение передавался опыт. Человек постоянно отбирал лучшие растения, с наиболее ценными для него качествами. Многие культурные растения так сильно изменились, что стали совсем похожи на своих предков. Глубокий анализ мировых растительных ресурсов был сделан советским генетиком Н.И. Вавиловым. Он назвал области введения в культуру основных с/х растений. Это древние очаги земледелия, где прошло первичное видообразование большинства культурных растений. Он установил 8 самостоятельных центров:1) Китайский или восточно-азиатский (соя, просо, гречиха, ячмень, лук, баклажаны и т.д.); 2) среднеазиатский (пшеница, горох, чечевица, конские бобы); 3) средиземноморский (маслина, свекла, капуста, петрушка, репа, лук репчатый и порей, кормовые культуры); 4) южноамериканский картофель, табак, арахис, ананас, подсолнечник); 5) южно-азиатский тропический (рис, сахарный тростник, множество плодовых и овощных культур); 6) юго-западноазиатский (несколько форм пшеницы, ржи, бобовые, виноград, многие плодовые); 7) абиссинский (сорго, бананы, нут, некоторые формы пшеницы, ячменя); 8) центральноамериканский (кукуруза, хлопчатник, какао, тыква, фасоль и т. д.).
Человек, отбирая полезные для него особи растений, а затем скрещивая, изменял культивируемые растения и получал новые формы, сорта.
Сортом растений называют такую совокупность особей, искусственно созданную человеком, которая характеризуется определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими признаками. В полеводстве, овощеводстве большинство растений размножаются семенами, при этом сохраняется признаки и свойства сорта. В плодоводстве сортом называют вегетативно размноженное растение с более или менее ярко выраженными признаками и свойствами. Плодовые растения, выросшие из семян, не повторяют материнские свойства. Длительное размножение сорта в различных условиях может привести к накоплению новых признаков и свойств. Если признаки и свойства сильно отличаются от исходных, то такие растения становятся самостоятельными сортами. Выведением сортов занимается наука селекция (лат. Слово "селекцио" - выбор, отбор).
Селекция - означает отбор, это комплексная наука, направленная в основном на повышение производительности с/х и базирующаяся не только на учении об отборе, но и на других закономерностях биологии.
92 ответ. Достижения ученых и селекционеров в выведении новых сортов растений
Для каждого сорта характерна определенная реакция на окружающую среду. Положительные свойства сорта проявляются лишь при определенных условиях, поэтому сорта, выведенные в одной стране, не всегда пригодны для другой страны, для другой почвенно-климатической зоны. Перед селикционерами поставлена задача по выведению районированных сортов. В настоящее время выведено более 5000 районированных сортов: больше 500 сортов зерновых; больше 100 сортов картофеля; больше 30 сортов подсолнечника; больше 750 сортов овощных; больше 15000 плодовых культур.
Благодаря работам селикционеров, удалось значительно повысить урожайность многих с/х культур. Сорта пшениц, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая, Аврора, Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская 808, Мироновская Юбилейная, Ильичевка и др.), в производственных условиях в среднем дают 50-70ц/га и занимают в посевах миллионы гектаров. Сорта подсолнечника, выведенные В.С. Пустовойтом, содержат до 57% масла. Высокоурожайные сорта кукурузы на поливных землях дают до 150 ц/га. Сорта, выведенные в культуры, должны быть не только высокоурожайными, но и быть устойчивыми к неблагоприятным условиям, обладать высокими качествами зерна, подходить для машинной уборки. Например, томаты с одновременным созреванием всех плодов, кукуруза с початками, растущими на одной высоте. Есть низкорослые сорта яблонь и других плодовых деревьев, удобные для сбора плодов. Выращены карликовые неполегающие сорта пшеницы с длинным тяжелым колосом. В результате многолетних работ академика Н.В. Цицина и его сотрудников получены ценные сорта зерновых путем гибридизации пшеницы с многолетним сорным растением пыреем, новое культурное растение тритикале (гибрид ржи и пшеницы) и т.д.
